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內容大綱
什么是空氣采樣?
空氣采樣的物質與空氣質量標準
空氣采樣的技術有哪幾種?
主動采樣
被動采樣
空氣監測與空氣采樣有何不同?
常見之空氣采樣應用
空氣是人類生存的必要條件,隨著工業文明的發展,人類對生活質量的要求也日益提高,而空氣質量的監控也成為近年來重要議題之一。 空氣中過高的污染物濃度,如細懸浮微粒 (PM 2.5、PM 10)、二氧化碳、一氧化碳、揮發性有機化合物、微生物等,不僅對人體產生危害、更可能影響環境的變化。 因此,透過空氣采樣可評估空氣質量、了解大氣中污染物濃度與成份、監測環境變化,以制訂改善措施。
空氣采樣即是指收集定量體積的空氣樣本,并搭配合適的分析方法測定空氣中的污染物,如微粒、微生物等物質的濃度,用以評估空氣質量、確定潛在污染源并監測環境變化。
空氣采樣可應用的場域相當廣泛,包括室內公眾場所,如圖書館、美術館、KTV、健身房等,以及戶外環境,如工業區、交通干線、農業區等場域的監測。 不論室內或戶外空間,若空氣質量不佳,可能會造成呼吸、視覺等器官不適或損害中樞神經系統。 空氣中常見的污染物包含無機物質如:二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、有機化合物如:甲醛、總揮發性有機化合物,生物分子如:細菌、真菌及細懸浮微粒等。
為維護全民健康并避免民眾因空氣質量引起的健康問題,環境部制定了相應的規范,如空氣質量標準(環部空字第1131062467號)、室內空氣質量標準(環署空字第1010106229號)等,其規范之種類及標準值如下方表格所示:
空氣質量標準 | ||
項目 |
標準值 |
單位 |
粒徑小于等于10微米(μm) 之懸浮微粒 |
75b |
μg/m3 |
粒徑小于等于2.5微米(μm) 之懸浮微粒 (PM 2.5) |
30b |
μg/m3 |
二氧化硫 (SO2 ) |
0.065a |
ppm |
二氧化氮 (NO2) |
0.100a |
ppm |
一氧化碳 (carbon monoxide, CO) |
31a |
ppm |
臭氧 (O3) |
0.100a |
ppm |
鉛( Pb) |
0.15c |
μg/m3 |
備注 :
a一小時值:指一小時內各測值之算術平均值。
b二十四小時值:指連續采樣24小時所得之樣本,經分析后所得之值。
c三個月移動平均值:指連續三個月有效數據平均值之算術平均值。
室內空氣質量標準 | ||
項目 |
標準值 |
單位 |
二氧化碳 (CO2) |
1000b |
ppm |
一氧化碳 (CO) |
9b |
ppm |
甲醛 (CH2O) |
0.08a |
ppm |
總揮發性有機化合物* (TVOC) |
0.56a |
ppm |
細菌 |
1500d |
CFU/m3 |
真菌 |
1000**,d |
CFU/m3 |
粒徑小于等于10微米(μm) 之懸浮微粒 |
75c |
μg/m3 |
粒徑小于等于2.5微米(μm) 之懸浮微粒 |
35c |
μg/m3 |
臭氧 (O3) |
0.06b |
ppm |
備注 :
*總揮發性有機化合物,包含十二種揮發性有機物之總和:指總揮發性有機化合物之標準值系采計苯、四氯化碳 、氯仿 (又稱三氯甲烷)、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、二氯甲烷 、乙苯、苯乙烯、四氯乙烯 、三氯乙烯、甲苯及二甲苯等十二種化合物之濃度測值總和者。
**真菌濃度室內外比值小于等于1.3者,不在此限
a一小時值:指一小時內各測值之算術平均值或一小時累計采樣之測值。
b八小時值:指連續八小時各測值之算術平均值或八小時累計采樣之測值。
c二十四小時值:指連續24小時各測值之算術平均值或24小時累計采樣之測值。
d*值:指依中央主管機關公告之檢測方法所規范采樣方法之采樣分析值。
采樣是所有檢測的*步,而空氣采樣方式依其作動原理不同而分為主動采樣跟被動采樣。 主動采樣因能夠以可控的流量收集定量氣體而被多數國際官方指引所采納。 主動采樣及被動采樣的原理及優缺點比較如下方表格所示。
方法 |
原理 |
優點 |
缺點 |
主動采樣 |
利用真空泵或風扇主動將空氣引至容器內進行采集 |
因流量、時間可調,具 ?采集快速 ? 結果* ? 可定性及定量 ? 適用粒狀及氣狀物采樣 ? 為多數國際官方指引采納 |
? 僅能提供單日平均之數據 ? 儀器須定期校正 ? 易受氣流干擾 ? 設備成本較高 ? 需動力 |
被動采樣,又稱擴散采樣 |
氣體分子依其自然擴散、滲透特性,附著于吸附劑或濾紙上,收集空氣 |
? 成本較低 ? 流程方便、簡單 ?有效長期監測 ?多地點可同時采集 ? 氣流不干擾 ? 收集的氣體較接近真實狀況 ?不需動力 |
? 僅能提供月/周平均之數據 ? 費時 ? 僅限于氣狀物采樣 ? 僅能半定量 ? 幾乎不被官方指引采納 |
主動式空氣采樣又可分為直接或間接,兩者在配置上有不同之處,但基本架構皆為驅動力(泵、風扇)、收集容器(沖擊瓶、沖擊器、采樣袋),以及根據收集容器與采集方式選用適用的吸附媒介(收集液、培養基)。
沖擊瓶為特殊設計的玻璃起泡管 (bubbler),可以把空氣中的化學物質收集到液體介質中。 采樣時,泵會吸引已知體積的空氣至含有指定收集液的沖擊瓶,使定量的空氣起泡,讓化學物質能夠溶解于液體中,達到收集的目的。
沖擊器通常用分析空氣中的微生物,如細菌、真菌。 沖擊器是利用真空泵或風扇吸引空氣、形成氣流,讓空氣中的微生物通過采樣頭上的孔洞或窄隙,附著于固體介質,如瓊脂膠培養基上,之后再進行培養觀察微生物生長情形、評估空氣中微生物含量。
此裝置一般多用于分析潔凈室、醫療場所、農場的環境監測。
空氣采樣袋,又稱氣體采樣袋、空采袋、采氣袋,依采樣方式可分為直接采樣法及間接采樣法。
一般氣體采樣以直接采樣法進行即可,若需在惡劣、高污染環境下進行采樣,則可搭配空氣采樣箱使用間接采樣,以減少泵及樣品的污染。
被動式采樣器依其結構形狀的不同,主要分為管式、徽章式、徑向管式三種類型。 可依采樣量、采樣時間、分析物等條件選擇合適的采樣器。
空氣監測與空氣采樣是屬于兩種不同觀察空氣質量的方法。 空氣監測是利用電子設備實時檢測空氣中的污染物。 而空氣采樣則是在一段時間內將空氣捕捉至密閉容器中,再將采集的空氣樣品送至實驗室,分析、定量空氣中含有的特定物質。
引用數據 :